CURS 4

1. CURS 4

2. 3. Tipurifundamentale de sistemestructuralepentrucladiri.Problemereferitoare la geometria de plan si de volum a cladirilor • Cel mai cunoscut tip de cladire “cladirea cu pereti portanti” – cladirea la care subsistemul structura are ca subansambluri verticale pereti verticali, interiori sau exteriori, dispusi dupa doua directii ortogonale • Acest sistem este cunoscut sub numele de sistem “ FAGURE” – confera structurii rigiditate la forte orizontale si o buna capacitate de rezistenta . Are marele dezavantaj ca “ ingheata partiul de arhitectura”. • Distantele dintre doi pereti structurali succesivi sunt mici 3- 6 m , fiecare ochi de planseu putand fi rezolvat fara grinzi intermediare. Peretii exteriori trebuie obligatoriu termoizolati. • Ca materiale de constructie: zidarie, beton armat, panouri prefabricate din b.a.

3. Cladire cu pereti structurali - sistem fagure

4. O alta varianta a sistemului structural cu pereti structurali este cea in care acestia sunt dispusi in “sistem celular” adica la distante mari, astfel incat sa includa intre ele nu o incapere ci un ansamblu de incinte. Acest sistem imbunatateste flexibilitatea functional- arhitecturala, incercand sa diminueze efectul de inghetare a partiului. • Ponderea rigiditatii cadrelor unei structurui celulare in ansamblul rigiditatii la forte orizontale este mult mai mica decat cea a diafragmelor, in multe situatii cadrele nu sunt luate in consideratie la preluarea fortelor seismice jucand rolul de cadre “gravitationale”.

5. Cladire cu pereti structurali sistem “CELULAR”

6. Un alt tip de cladire format din elemente structurale verticale si orizontale imbinate rigid la noduri, cunoscut sub denumirea de structuri in cadre (sau cu schelet). • Fiecare stalp face parte simultan din doua cadre plane: transversal si longitudinal • Fiecare cadru plan este conceput si dimensionat pentru a prelua fortele gravitationale si orizontale care ii revin in cadrul sistemului spatial. • Permite flexibilitate arhitectural-functionala , elementele de compartimentare sunt nestructurale si descarca direct pe placile de planseu. • Sistemele structurale “ in cadre” sunt mult mai deformabile la forte orizontale decat cele cu pereti structurali, fapt care poate conduce , in cazul unui seism sever, la degradari greu reparabile ale peretilor structurali sau de inchidere

7. Structuri in cadre • Peretii interiori si de inchidere sunt nestructurali • Ofera flexibilitate functionala sporita

8. O solutie care imbina avantajul flexibilitatii de organizare a spatiilor (cadre) cu avantajul unei flexibilitati moderate la actiuni orizontale (pereti) este structura duala. • Un astfel de sistem structural asociaza unui ansamblu de cadre plane un numar de pereti structurali dispusi izolat sau grupati. • La asemenea sisteme structurale, rigiditatea de ansamblu a cadrelor la forte orizontale este net sporita de prezenta peretilor structurali, si invers, rigiditatea sporita a peretilor structurali este echilibrata de prezenta elementelor de tip cadru. • Structurile duale sunt concepute si dimensionate pentru a prelua si forte gravitationale si forte orizontale, conlucrand in acest sens. • Sistemul se utilizeaza la cladiri inalte si foarte inalte.

9. Structura duala cu pereti structurali izolati

10. Structura duala cu pereti structurali grupati (nucleu)

11. Clasificarea si definirea tipurilor de sisteme structurale in concordanta cu P100/2006 Clădirile din beton pot fi clasificate într-una din următoarele tipuri, corespunzător comportării estimate sub încărcări seismice orizontale: •  sistem tip cadre; •  sistem dual (preponderent cu cadre sau cu pereţi); •  sistem tip pereţi; •  sistem pendul inversat; •  sistem flexibil la torsiune; Sistem structural tip cadru: sistem structural în care încărcările verticale câtşicele orizontale sunt preluate în proporţie de peste 70% de cadre spaţiale.

12. Sistem structural tip pereţi: Sistem structural în care pereţii verticali, cuplaţi saunu, preiau majoritatea încărcărilor verticale şi orizontale, a cărui rezistenţă la forţe laterale este cel puţin 70% din rezistenţa întregului sistem structural. Altfel spus, acest sistem este proiectat pentru a prelua cel puţin 70% din forţa seismică laterală de proiectare. • Sistem structural dual: Sistem structural în care încărcările verticale sunt preluateîn principal de cadre spaţiale, în timp ce încărcările laterale sunt preluate parţial de sistemul în cadre şi parţial de pereţi structurali, individuali sau cuplaţi. Sistemul are două variante de realizare:

13. Sistem dual, cu pereţi predominanţi: Sistemul dual în care contribuţiapereţilor în preluarea forţelor laterale reprezintă peste 50% din total. • Sistem dual, cu cadre predominante: Sistemul dual în care contribuţiacadrelor în preluarea forţelor laterale reprezintă peste 50% din total. •  Sistem flexibil la torsiune: În aceastăcategorie se încadreazăsistemele cu pereţi,şi cele duale fără rigiditatea suficientă la torsiune , de exemplu sisteme structurale constând din cadre flexibile combinate cu pereţi concentraţi în zona din centrul clădirii (sistem cu nucleu central).

14. Probleme referitoare la geometria de plan si de volum a constructiilor • Din punct de vedere a conceptiei structurale exista o serie de conditii minime care trebuie respectate(P100/2006): • Formele simetrice in plan sunt cele mai recomandate, fara discontinuitati bruste in elevatie. Neregularitatile in plan si elevatie antreneaza concentrari de eforturi in zonele cu discontinuitati geometrice. • Pentru geometrii in plan mai accentuate cladirile se tronsoneaza prin rosturi antiseismice, atat in plan cat si in elevatie. • Subansamblurile structurale verticale trebuie sa fie de acelasi tip pe ambele directii principale ale cladirii iar pe verticala e bine sa fie monoton.

15. Rosturile pentru constructii • Rost in constructii=spatiul intre doua diviziuni fizice care se poate umple cu material rigid sau elastic, sau este liber. Rosturile cele mai des intalnite=rosturi de continuitate-intre blocurile de zidarie, rosturile de imbinare la elem. prefabricate • Rosturile de separatie sau deformatie=rosturi prevazute pentru a se permite libertatea de deformare a elementelor: rosturi de dilatare contractie, de tasare si rosturi seismice. • rosturile de dilatare se prevad prin elemente la suprastructura cladirii (nu afecteaza sistemul de fundare) • rosturile de tasare si cele seismice intrerup continuitatea tuturor elementelor de constructie , structurale si nestructurale, inclusiv a fundatiilor

16. Sistem tip pendul inversat: Sistem în care peste 50% din masăeste concentratăîntreimea superioară a structurii sau la care disiparea de energie se realizează în principal la baza unui singur element al clădirii.